《2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運動 第4講 離心運動學(xué)案 魯科版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運動 第4講 離心運動學(xué)案 魯科版必修2.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 第4章 勻速圓周運動 第4講 離心運動學(xué)案 魯科版必修2 [目標定位]　1.通過生活現(xiàn)象了解什么是離心運動.2.知道物體做離心運動的條件.3.通過實例分析了解離心運動的應(yīng)用與防止． 一、離心運動 1．定義：做圓周運動的物體，在受到的合外力突然消失或者__________提供圓周運動所需要的向心力的情況下，將______圓心運動，這樣的運動叫做離心運動． 2．產(chǎn)生條件：合外力__________或者________提供物體做圓周運動所需要的向心力． 想一想　當(dāng)向心力突然消失時，物體為什么沿切線方向遠離圓心？ 二、離心機械 有______________、離心鑄造、______________、離心水泵等． 三、離心運動的危害及其防止 1．危害： (1)飛機攀高或________時，離心運動造成飛行員過荷． (2)汽車在______(尤其在下雨天)時沖出車道而發(fā)生側(cè)翻事故． 2．防止： (1)減小物體運動的______，使物體做圓周運動時所需的向心力減?。? (2)增大________，使其達到物體做圓周運動時所需的向心力． 想一想　在汽車或火車拐彎處，為什么有限速的警示標志？ 一、對離心運動的理解 1．離心現(xiàn)象 (1)若所受合力突然消失，物體沿切線方向做直線運動． (2)若所受合力不足，物體在圓周與切線之間做逐漸遠離圓心的曲線運動． 2．F合與F大小關(guān)系的比較 做離心運動的物體并非受到離心力的作用，而是合力不足以提供向心力的結(jié)果．具體來看合力與向心力的關(guān)系如圖1所示： 圖1 (1)若F合＝mrω2或F合＝，物體做勻速圓周運動，即“提供”滿足“需要”． (2)若F合＞mrω2或F合＞，物體做半徑變小的近心運動，即“提供過度”，也就是“提供”大于“需要”． (3)若F合＜mrω2或F合＜，則外力不足以將物體拉回到原軌道上，物體做離心運動，即“需要”大于“提供”或“提供不足”． (4)若F合＝0，則物體沿切線方向做直線運動． 特別提醒　(1)離心運動不是物體沿半徑方向飛出，而是物體沿切線或沿圓與切線之間的某一曲線運動． (2)離心運動的本質(zhì)是慣性，而不是物體受到了“離心力”的作用． 例1　下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法中正確的是(　　) A．當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象 B．做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時，它將做背離圓心的圓周運動 C．做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將沿切線做直線運動 D．做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時，它將做曲線運動 借題發(fā)揮　1.當(dāng)做圓周運動的物體所受的合外力不足以提供向心力時，物體將做離心運動． 2．做離心運動的物體并非沿半徑方向飛出，離心運動中“遠離最快”的方向是沿切線方向飛出． 針對訓(xùn)練1　下列有關(guān)洗衣機脫水筒的脫水原理說法正確的是(　　) A．水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出 B．水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出 C．水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出 D．水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出 二、離心運動的應(yīng)用 1．常見幾種離心運動對比圖示 項 目 實物圖 原理圖 現(xiàn)象及結(jié)論 洗衣機脫水筒 當(dāng)水滴跟物體的附著力F不足以提供向心力時，即F＜mω2r，水滴做離心運動 汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎 當(dāng)最大靜摩擦力不足以提供向心力時，即fmax＜m，汽車做離心運動 用離心機把體溫計的水銀甩回玻璃泡中 當(dāng)離心機快速旋轉(zhuǎn)時，縮口處對水銀柱的阻力不足以提供向心力時，水銀柱做離心運動進入玻璃泡內(nèi) 2.離心運動問題的分析思路 (1)對物體進行受力分析，確定提供給物體向心力的合力F合． (2)根據(jù)物體的運動，計算物體做圓周運動所需的向心力F＝mω2r＝m. (3)比較F合與F的關(guān)系，確定物體運動的情況． 特別提醒　在分析實際的離心現(xiàn)象時，關(guān)鍵是找出向心力，抓住現(xiàn)象的本質(zhì)，把實際運動抽象成一個理想化的圓周運動來處理． 例2　如圖2所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，燒斷細線，則兩個物體的運動情況是(　　) 圖2 A．兩物體均沿切線方向滑動 B．兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠 C．兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會發(fā)生滑動 D．物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠 針對訓(xùn)練2　如圖3所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．b一定比a先開始滑動 B. a、b所受的摩擦力始終相等 C．ω＝ 是b開始滑動的臨界角速度 D．當(dāng)ω＝ 時，a所受摩擦力的大小為kmg 離心現(xiàn)象 1．關(guān)于離心運動，下列說法中正確的是(　　) A．物體一直不受外力作用時，可能做離心運動 B．做勻速圓周運動的物體，在外界提供的向心力突然變大時做離心運動 C．做勻速圓周運動的物體，只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化就將做離心運動 D．做勻速圓周運動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時將做離心運動 離心現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 2．關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說法不正確的是(　　) A．脫水筒、離心分離器是利用離心現(xiàn)象工作的 B．限制速度、加防護罩可以防止離心現(xiàn)象造成的危害 C．做圓周運動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然增大時做離心運動 D．做圓周運動的物體，當(dāng)合外力消失時，它將沿切線做勻速直線運動 3．如圖4是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動．對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是(　　) 圖4 A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力 C．摩托車將沿其線速度的方向與半徑向外的方向之間做離心運動 D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去 臨界問題分析 4．如圖5所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運動．現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R＝0.5 m，離水平地面的高度H＝0.8 m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s＝0.4 m．設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.求： 圖5 (1)物塊做平拋運動的初速度大小v0； (2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ. 答案精析 第4講　離心運動 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一、1.不足以　遠離 2．突然消失　不足以 想一想　當(dāng)向心力突然消失時，物體由于慣性保持原來的切線方向速度不變，因此物體沿切線方向遠離圓心． 二、離心分離器　洗衣機脫水筒 三、1.(1)翻飛旋轉(zhuǎn)　(2)轉(zhuǎn)彎 2．(1)速度　(2)合外力 想一想　在汽車或火車拐彎處，當(dāng)機車速度超過限速時會出現(xiàn)離心現(xiàn)象而導(dǎo)致車禍發(fā)生． 課堂講義 例1　C　 針對訓(xùn)練1　D 例2　D　[A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，A、B所受摩擦力都達到最大靜摩擦力fmax，A、B受力情況如圖． A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，物體A需要的向心力FA＝fmax＋T＝mω2rA，物體B需要的向心力FB＝fmax－T＝mω2rB，因此FA＞FB，燒斷細線后，細線上拉力T消失，對A有fmax＜mω2rA，物體A做離心運動；對B有fmax＞mω2rB物體B隨盤一起轉(zhuǎn)動，選項D正確．其他選項均錯．] 針對訓(xùn)練2　AC 對點練習(xí) 1．D　2.C　3.BC 4．(1)1 m/s　(2)0.2 解析　(1)物塊做平拋運動，豎直方向有 H＝gt2① 水平方向有s＝v0t② 聯(lián)立①②兩式得 v0＝s＝1 m/s③ (2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時，最大靜摩擦力提供向心力，有 μmg＝m④ 聯(lián)立③④得μ＝＝0.2